(57)【要約】【課題】広い接地面積を確保しながら、外輪の内輪との接合面の両端部に掛かる応力集中をなくして耐久性を高め、且つ製造が容易なソリッドタイヤを提供すること。【解決手段】円筒状内面を有する内輪１１０と円筒状外面を有するエラストマー製の外輪１２０とを同幅且つ同軸状に配置されてなるソリッドタイヤにおいて、前記内輪１１０と外輪１２０との接合面１３０が、少なくとも内輪の両側端部に向かって縮径する傾斜面を備えたソリッドタイヤ１００。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状内面を有する内輪と円筒状外面を有するエラストマー製の外輪とを同幅且つ同軸状に配置されてなるソリッドタイヤにおいて、前記内輪と外輪との接合面が、少なくとも内輪の両側端部に向かって縮径する傾斜面を備えたことを特徴とするソリッドタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産ラインや物流ライン等の移送装置や輸送機器に用いるローラ、或いは、フォークリフト等の輸送車両のタイヤ等に用いられるソリッドタイヤに関し、特に、接地面積が大きく、耐久性の高いソリッドタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ソリッドタイヤは、芯金やホイールのような内輪に接合されたエラストマー製の外輪よりなっており、図３に示されるように、外輪３２０は内輪３１０と同じ幅の断面矩形状として、小さな車輪で大きな荷重を支えるようにしている。
しかしながら、このようなソリッドタイヤ３００は、使用中に外輪と内輪との接合面の外輪の両端部に応力が集中し、そこからクラックが発生し、次第に内部に広がり、ついにはソリッドタイヤが破損する問題がある。
【０００３】
そのため、外輪と内輪との接合面の外輪の両端部での応力集中を回避するように、図４に示されるソリッドタイヤ４００のように、内輪４１０に接合された外輪４２０の両側を切削して断面形状を台形状として応力の分散を図ることが行われており、さらに、その台形状の応力分散の最適な傾斜角を選定することも行われている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、応力の集中する外輪の両端部に高強度のケーブルコードを埋設し、応力の集中をこの高強度ケーブルコードで受けるようにして、外輪と内輪との剥離を防止し、長寿命化を図ることも行われている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−２０２０３号公報
【特許文献２】特開平５−２６９８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、外輪を断面台形状としたソリッドタイヤでは、内輪と同じ幅の外輪としたソリッドタイヤに比べて接地面積が少なく、そのため接地面圧が大きくなってタイヤの摩耗が進行して寿命が短くなるという問題がある。
【０００６】
また、応力の集中する外輪の両端部に高強度のケーブルコードを埋設したものでは、部品点数が増加して構造が複雑となり、さらに、ケーブルコードを埋設するという新たな工程が必要となる。
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題、すなわち、本発明の目的は、上述したような従来技術の問題点を解決するものであって、広い接地面積を確保しながら、外輪の内輪との接合面の両端部への応力集中をなくして耐久性を高め、且つ製造が容易なソリッドタイヤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のソリッドタイヤは、円筒状内面を有する内輪と円筒状外周面を有するエラストマー製の外輪とを同幅且つ同軸状に配置されてなるソリッドタイヤにおいて、前記内輪と外輪との接合面が、少なくとも内輪の両側端部に向かって縮径する傾斜面を備えたことにより、前記課題を解決するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、上述したような構成を備えることによって、以下のような特有の効果を奏することができる。
すなわち、本発明は、内輪と外輪との接合面が、少なくとも内輪の両側端部に向かって縮径する傾斜面を備えたことにより、円筒状のエラストマー製の外輪の肉厚は、前記傾斜面にそって端部方向に漸増して、最も応力が集中する最端部が最大の肉厚となる。
そのため、外輪の両端部に掛かる応力は、外輪の厚みの増加により減衰するとともに、傾斜面による厚み勾配により分散して応力分布が均一化され、内側の中央面と同様の応力分布となって接合面端部からのクラックの発生が防止される。
【００１０】
また、本発明は、従来の断面矩形の外輪を備えたソリッドタイヤと同様に最大のタイヤ幅を備えるから、接地面積が大きくなり、小さな車輪で大きな荷重を支えることができるとともに、接地圧が低下してタイヤの摩耗速度が遅くなることから、前記の外輪の応力分布の均一化と相乗してソリッドタイヤの耐久性を大幅に向上することができる。
【００１１】
さらに、接合面の備える傾斜面は、内輪の機械加工による製造時に、または、内輪の面取り加工時に、内輪に傾斜面を形成できるから、工程が増加せず、しかも、本発明のソリッドタイヤの外形は、従来の断面矩形の外輪を備えたソリッドタイヤと同様であるから、既存の製造設備や金型をそのまま用いることができるので、低コストで効率よく製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施例を図１、図２に基づいて説明する。図１は、本発明の実施例１であるソリッドタイヤの断面斜視図、図２は、本発明の実施例２の断面斜視図である。
【００１３】
まず、本実施例１であるソリッドタイヤ１００は、図１に示すように、円筒状の外輪１２０と円筒状の内輪１１０とが同径且つ同軸に配置されており、内輪１１０の外周面、すなわち、外輪との接合面１３０は、母線に対して平行な中央面１３１と内輪の両側端部に向かって縮径する、半径Ｒの凸円弧状の傾斜面１３２より構成され、前記接合面１３０の外輪１２０の内周面は、この接合面１３０に対応した形状となって、凸円弧状の傾斜面１３２に沿って外輪の厚みを最端部に向かって漸増させている。
【００１４】
次に、本発明の実施例２を図２により説明する。この実施例のソリッドタイヤ２００は、上記実施例１とは異なる形状の接合面としたもので、内輪２１０の外周面、すなわち、外輪との接合面２３０を、母線に対して平行な中央面２３１と内輪２１０の両側端部に向かって縮径する、角度θの直線状の傾斜面２３２より構成したもので、前記接合面２３０のエラストマー製の外輪２２０の内周面は、この接合面２３０に対応した形状となって、前記直線状の傾斜面２３２に沿って外輪の厚みを最端部に向かって漸増させている。
【００１５】
このように、本実施例１、２で示したソリッドタイヤは、内輪と外輪との接合面に、内輪の両側端部に向かって縮径する傾斜面を備えることのより、外輪の接合面端部に掛かる応力が、外輪の厚みの増加により減衰するとともに、傾斜面による厚み勾配により分散して応力分布が均一化され、内側の接合面と同様の応力分布となって接合面両端部からのクラックの発生が防止される。
【００１６】
また、本実施例１のような、円弧状の傾斜面１３２を備えるものは、外輪１２０の厚み勾配が端部に向かうほど急になるので、応力分布の均一性に優れ、本実施例２ような、直線状の傾斜面２３２では、厚み勾配が直線状であるため、応力分布の均一性は前記円弧状のものよりも劣るが、加工が容易であることから、ソリッドタイヤの用途に応じて適宜使用することができる。
【００１７】
なお、本実施例２のものでは、直線状の傾斜面２３２は、図２に示すように、内輪２１０の母線に対して平行な中央面２３１との交点２３３が鈍角となり、この部分に応力が集中するから、この部分を面取りすることが好ましい。
【００１８】
また、本発明のソリッドタイヤの製造には、通常のソリッドタイヤの設備、製法が用いられ、外周面を接合面を形成した内輪を金型に配置した後、ポリウレタン等のエラストマー原料を金型に注型して製造できる。
【００１９】
次に、本発明の効果を実証するために、ソリッドタイヤの１／４カットモデルを用いて、内輪と外輪との接合面の外輪先端の最小主応力および最大剪断応力を求めた。
解析条件は、下記のとおりである。
外輪：外径１０６ｍｍ、幅３０ｍｍ、中心厚さ１０ｍｍ
試験荷重：１００Ｎ
その結果を、表１に示す。
ここで、実施例１は、図１に示したような両端部の傾斜面を、母線に対して平行な中央面との接点を端部から内部へ１０ｍｍとし、中央面からの突出長さ（Ｌ）を２．６８ｍｍとして半径（Ｒ）２０ｍｍの円弧状としたものであり、実施例２は、図２に示したような両端部の傾斜面を、傾斜角度（θ）を３０°とし、中央面からの突出長さ（Ｌ）３ｍｍの直線状としたものであり、従来例は、図３に示したような断面矩形、すなわち、傾斜角度（θ）を０°としたものである。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１に示すように、本発明は、従来例である断面矩形のソリッドタイヤに比べて、先端部での最小主応力および最大剪断応力は、著しく低減され、また、外輪の内部応力の分布も、従来例にくらべて、本発明の外輪では均一化されていることが確認できた。
【００２２】
このように、本発明は、内輪と外輪との接合面が、少なくとも内輪の両側端部に向かって縮径する傾斜面を備えることにより、外輪の内輪との接合面の両端部への応力集中をなくして耐久性を高め、広い接地面積を確保でき、且つ製造が容易なソリッドタイヤが得られるものであるから、その効果は甚大である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施例１のソリッドタイヤの断面斜視図。
【図２】本実施例２のソリッドタイヤの断面斜視図。
【図３】従来例１のソリッドタイヤの断面斜視図。
【図４】従来例２のソリッドタイヤの断面斜視図。
【符号の説明】
【００２４】
１００  ・・・ソリッドタイヤ
１１０  ・・・内輪
１２０  ・・・外輪
１３０  ・・・接合面
１３１  ・・・中央面
１３２  ・・・円弧状傾斜面
２００  ・・・ソリッドタイヤ
２１０  ・・・内輪
２２０  ・・・外輪
２３０  ・・・接合面
２３１  ・・・中央面
２３２  ・・・直線状傾斜面
２３３  ・・・交点
３００  ・・・ソリッドタイヤ
３１０  ・・・内輪
３２０  ・・・外輪
４００  ・・・ソリッドタイヤ
４１０  ・・・内輪
４２０  ・・・外輪
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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